Paralelismo

Paralelismo

El paralelismo se basa en la informática, es una función que realiza el procesador para ejecutar varias tareas al mismo tiempo. Es decir, puede realizar varios cálculos simultáneamente, basado en el principio de dividir los problemas grandes para obtener varios problemas pequeños, que son posteriormente solucionados en el paralelo.

Aplicaciones

El empleo de la computación paralela se convierte cada día en mas grandes y rápida, muchos problemas considerados anteriormente muy largos y costosos se han podido solucionar. El paralelismo se ha utilizado para muchas temáticas diferentes, desde bioinformática para hacer plegamientos de proteínas, hasta economía para hacer simulaciones en matemáticas financieras.

Tipos de paralelismos en informática.

Nivel de bit: 

Ø  4 bits → 8 bits → 16 bits.

Ø  Desaceleración hasta 32 bits.

Ø  Adopción de 64 bits actualmente; 128 bits lejano (no influye demasiado en el rendimiento).

Ø  Punto de inflexión: unión de microprocesador de 32 bits y cache en un único chip.

Nivel de instrucción:

Ø  Segmentación y conjunto de instrucciones reducido (RISC), junto con avances en compiladores.

Ø  Múltiples unidades funcionales y caches en único chip => ejecución superescalar.

Ø  Mayor sofisticación: ejecución fuera de orden, especulación, predicción.

Ø  Para tratar con problemas de transferencia de control y latencia.

Nivel de dato:

Ø  Este tipo de paralelismo se enfoca en la distribución de los datos entre varios procesadores.

Ø  Se conoce también como paralelismo a nivel de lazos (loop-level paralelism).

Nivel de tarea:

Ø  En este caso un programa paralelo que ejecuta cálculos distintos sobre el mismo conjunto de datos o sobre datos diferentes.

Ø  El paralelismo funcional generalmente no escala con el tamaño del problema.

El paralelismo ha sido utilizado durante muchos años, sobre todo para la computación de alto rendimiento, teniendo en cuenta las generaciones de procesadores y sus características.

Desventajas del procedimiento en paralelo

·         Requiere de un gran número de ciclos de procesamiento o acceso a una gran cantidad de datos.

·         Encontrar un hardware y un software que permita brindar estas utilidades comúnmente proporciona inconvenientes de costos, seguridad y disponibilidad.

 Ventajas

·         Brinda a las empresas, instrucciones y usuarios en general el veneficio de la velocidad.

·         Ventajas competitivas, provee una mejora de los tiempos para la producción de nuevos productos y servicios.

·         Colaboración y flexibilidad operacional.

 Clasificación de los sistemas paralelos en los sistemas informáticos

·         SISD: Arquitectura de simple construcción sobre simple dato. Serie en datos e instrucciones, arquitectura Von Neumann.

·         SIMD: un solo flujo de instrucciones y múltiples en datos. Computadores matriciales. Una unidad de control que gobierna varias unidades aritmético-lógicas.

·         MISD (Definirlos) varios flujos de instrucciones y uno solo de datos. Arquitectura no implementada, consecuencia teórica de la clasificación. Superestructura Pipeline, varios conjuntos de unidad de control más unidad aritmético lógica realizan partes de una operación sobre un flujo de datos.

·         MIMD (Definirlos) arquitectura multiprocesador con varios flujos tanto de instrucciones como de datos. Varios procesadores serie convencionales que manejan cada uno un flujo de instrucciones sobre un flujo de datos.

·         FLUJO DE CONTROL: Las instrucciones se van ejecutando según el orden en el que se encuentran en memoria.

·         FLUJO DE DATOS: el flujo de ejecución es conducido por los datos; una instrucción será ejecutada cuando los operandos estén disponibles.

·         REDUCCION: la ejecución se realiza por demanda, una instrucción será ejecutada cuando otra necesite sus resultados. Son una clase de las de flujo de datos.